Handleiding OO8-project Semester 3.1, blok C, 2005/2006 - OED

Studentenhandleiding OO8 19/10/2005
De signaalbron: een PC (notebook) met een CD en een interface voor Sony – Philips Digital
Interconnect Format SPDIF. (6MHz analoge bandbreedte is nodig voor SPDIF)
Een lichtbron. Besloten is op zichtbaar licht golflengten te werken. Dit heeft naast het voordeel
van een zichtbare lichtbundel dat het te gebruiken lichtvermogen wat hoger is dan de Near
Infrared (NIR) bronnen. De groep kan kiezen uit:
a) Een single mode Fabry-Perot laser op 635nm, 5mW, van Hitachi. De laser is duur, en
relatief laag vermogen t.o.v. LED, maar hoge bundelkwaliteit en laag ruis niveau
(coherente bron).
b) Een tweede single mode Fabry-Perot laser op 635 nm , 5mW van Sanyo. Dit model is
voordeliger dan de Hitachi, maar nog niet getest.
c) Een hogervermogen multimode laser op 690nm 35mW. Slechtere ruiseigenschappen.
Er zijn een aantal veiligheids issues bij deze laser. Zie ook 4.2.
d) Een LED bron (rood, groen en blauw). Goedkoop, veel vermogen, maar slechte
bundelkwaliteit, hogere ruis (incoherente bron), bandbreedte is beperkt, maar kan wel
gebruikt worden.
De diode lasers raken heel gemakkelijk beschadigd. In appendix 4.3 staan een aantal punten
opgesomd waar men op moet letten bij het gebruik van de lasers.
De keuze van de lichtbron heeft gevolgen voor de keuze van de aansturing, glasvezel en
veiligheid. Deze kan pas gemaakt worden als het hele systeem wordt doorgerekend/bekeken. Het
licht uit de laser wordt gecollimeerd door een aspherische lens. We bieden de laser gemonteerd in
een houder aan. Aan de elektrische zijde monteren we in de aangeboden laser ter bescherming
een diode tegen reverse biasing en een weerstand. Zie het Wiki-web voor details: http://oedpc32.tte.ele.tue.nl/OO8/index.php/LaserInfo
Modulatie systeem en laseraansturing.
Het principe van hoe de informatie wordt overgedragen ligt in principe niet vast. Een eenvoudige
amplitude modulatie van het digitale signaal kan waarschijnlijk goed werken, maar heeft wel een
probleem. Het materiaal dat wordt aangeboden is gericht op directe modulatie van de lichtbron.
De driver voor de laser moet worden ontwikkeld en gebouwd door de projectgroep, evenals de
elektronika achter de licht-detector. In de aangeleverde literatuur zit standaard mogelijkheden
voor laser en LED driver schakelingen en detector schakelingen. Om het optimale uit zo’n
systeem te halen moet echter aan alle details aandacht worden gegeven. Zo moet bij de diodelaser
een actief terugkoppel systeem worden gemaakt als men gegarandeerd het optimale
uitgangsvermogen wil hebben. Hiertoe kan de ingebouwde fotodiode gebruikt worden. Met name
voor de 35mW laser zijn voorzieningen nodig bij de voeding zoals een beveiliging bij het openen
van de afscherming (een zogeheten interlock). Dat is niet ingewikkeld maar het moet er wel zijn.
Zie voor de details het hoofdstuk over de laserveiligheid.
Het signaal moet uit de PC worden geinterfaced naar de aansturing van de lichtbron. Er moet een
interface komen vanuit de PC naar de lichtbron sturing/voeding. We gaan standaard uit van een
continue datastroom voor een audioverbinding. Het systeem moet bestand zijn tegen
onderbrekingen, d.w.z. een korte onderbreking van de lichtbundel moet alleen resulteren in een
korte onderbreking van het beeld en/of geluid. Daarom bieden we de apparatuur aan voor een
SPDIF digitale audio verbinding (44.1kHz met 16 bit, twee-kanaals, 1,41 Mb/s). Dit maakt een
éénrichting-verbinding mogelijk. Met zo’n SPDIF verbinding kan men, in plaats van audio, ook
andere data zoals video over gaan zenden door de informatie in een .wav file te verpakken. Uit de
ontvangen .wav file kan dan weer de informatie worden gehaald. Het over te zenden signaal kan
Pagina 7/30